Tema 17: Introducción a la Toxicología. Toxicidad y sus ... · El envenenamiento por cicuta era...

Tema 17:

Introducción a la Toxicología. Toxicidad y

sus clases. Toxicocinética y toxicodinamia.

Importancia médico-legal de las

intoxicaciones. Repercusiones judiciales.

Asignatura: Medicina Legal y Toxicología Curso: 2012 - 2013

ANTECEDENTES HISTORICOS

Las sustancias químicas han jugado un papel en el desarrollo de la Toxicología bajo dos perspectivas de su uso:

Fines positivos (caza, medicamentos…)

Fines negativos (uso criminal)

“Cada época histórica tuvo su Tóxico”

ANTIGUEDAD

399 a.C.

ANTIGUEDAD

Papiro de Ebers (XVII a.c.) Mitridates VI

Rey del Ponto (132-63 a.C.)

Dioscórides (40-90 d.C.)

Mitridatismo

Clasificación De Universa Medica

EDAD MEDIA

MAIMONIDES ⇒ Venenos y sus Antídotos (1135-1204)

BORGIA

MEDICIS

FINES CRIMINALES

EPOCA ILUSTRACIÓN

PARACELSO ORFILA

MAGENDIE --- BERNARD

EPOCA MODERNA

MARSH (As)

STASS-OTTO (alcaloides)

FRESENIUS (inorgánicos)

Creación de la FDA

METODOS ANALITICOS

Theophrastus Phillippus Aureolus Bombastus von Hohenheim (1493-1541)

„Alle Ding' sind Gift, und nichts ohn' Gift; allein die Dosis macht, daß ein Ding kein Gift ist“. “Todo es veneno, nada es sin veneno. Sólo la dosis hace el veneno“.

Historia de la Toxicología en España

Mateo Orfila (1787-1853) “Traites des Poisons” y “Leçons de Medicine Legal”

TOXICOLOGÍA: Concepto

SUSTANCIA QUÍMICA MEDIO BIOLÓGICO

QUIMICA FISICA FARMACOLOGIA

BIOQUIMICA ( moléculas) BIOLOGIA (células) FISIOLOGIA (sistemas)

PATOLOGÍA MEDICA MEDICINA PREVENTIVA

RESPUESTA

QUÍMICA FÍSICA FARMACOLOGÍA

BIOQUÍMICA ( moléculas) BIOLOGÍA (células) FISIOLOGÍA (sistemas)

TOXICOLOGÍA

TOXICOLOGÍA: Ciencia interdisciplinar

ARIENS: – Estudio comprensión y descripción de los efectos nocivos de las

sustancias químicas sobre los seres vivos

REPETTO: – Ciencia que estudia las sustancias químicas y los fenómenos

físicos en cuanto son capaces de producir alteraciones patológicas a los seres vivos, estudia los mecanismos de producción de tales alteraciones y los medios para contrarrestarlas, así como los medios para identificar y determinar tales agentes y valorar su grado de toxicidad

TOXICOLOGÍA: Definiciones

OTRAS

– Ciencia que estudia las sustancias tóxicas y las alteraciones que estas producen sobre el hombre y las especies útiles con el fin de prevenir, diagnosticar y tratar los efectos nocivos

– Ciencia que define los límites de seguridad de las sustancias químicas

TOXICOLOGÍA: Definiciones

Reconocer

Identificar

Cuantificar

EL RIESGO RELATIVO DE LA EXPOSICIÓN

TOXICOLOGÍA: Objetivos

Estudiar los datos de toxicidad

Conocer los mecanismos a través de los cuales se producen los efectos

RIESGO RELATIVO DE LA EXPOSICIÓN

Objetivos del Toxicólogo

Toxicología Fundamental ó Básica Toxicología Especial o Aplicada

TOXICOLOGÍA MEDICA

TOXICOLOGIA VETERINARIA

TOXICOLOGIA ALIMENTARIA

TOXICOLOGIA AMBIENTAL

TOXICOLOGÍA: Clasificación

TOXICOLOGIA MEDICA • Toxicología Clínica • Toxicología Industrial/Laboral • Toxicología Forense o Medico Legal

TOXICOLOGÍA: Clasificación

“Capacidad relativa de un compuesto para ocasionar daños mediante efectos biológicos adversos, una vez alcanzado un punto susceptible del organismo”

La toxicidad es uno de los factores que determinan el riesgo, pero

éste responde a otros factores:

Propiedades físico-químicas del compuesto Tiempo o duración de la exposición Concentración o cantidad de sustancia Mecanismos de acción

La toxicidad se refiere a los efectos biológicos adversos que

pueden aparecer tras la interacción de la sustancia con el cuerpo, mientras que el concepto de riesgo incluye además la probabilidad de que se produzca una interacción efectiva.

Toxicidad – Acción tóxica

FACTORES CONDICIONANTES DEL EFECTO DE UN AGENTE

QUIMICO

CONCERNIENTES A LAS CONDICIONES DE ADMINISTRACION:

Vía de administración

Naturaleza del vehículo

Concentración

Velocidad de administración

Sustancias asociadas Sinergismo

Antagonismo

Administración anterior Hábito – Tolerancia

Sensibilización

CONCERNIENTES AL SUJETO

Especie animal

Raza

Sexo

Peso

Edad

Susceptibilidades individuales

Estado patológico

Estado fisiológico

OTROS FACTORES CONDICIONANTES DEL EFECTO DE UN AGENTE

QUIMICO

• Estado físico (Condiciona la vía de entrada)

• Solubilidad en agua o en lípidos

• Tamaño de la molécula

• Estructura química

• Grado de Oxidación

PROPIEDADES FíSICO-QuíMICAS que afectan a la toxicidad

de los compuestos químicos

Propiedades Físicas Los tóxicos pueden clasificarse en:

Gases:

– Penetran fácilmente en el cuerpo por inhalación y suelen absorberse sin dificultad. Su penetración a través de la piel o por ingestión no es frecuente.

Líquidos:

– Pueden ser ingeridos accidentalmente pero, en la práctica, el mayor riesgo se produce por inhalación de sus vapores, y también de sus aerosoles.

– El contacto con la piel puede producir su absorción o efectos locales que pueden se importantes en zonas delicadas como los ojos.

Sólidos:

– Es la forma más habitual de exposición en el ámbito de la Toxicología Forense y Clínica

Determinación Experimental de los Índices de Toxicidad

El principal recurso para establecer de modo experimental la toxicidad de los compuestos químicos lo constituyen las pruebas de toxicidad con animales . Se utilizan ejemplares que permitan una experimentación relativamente

asequible

Cuya respuesta general a los efectos de los tóxicos sea extrapolable al hombre.

Menos utilizadas son las pruebas de experimentación humana y las pruebas de actividad "in vitro" (prueba de Ames y otras). También la epidemiología aporta datos de importancia pero menos específicos y normalizables

Pruebas utilizadas:

DOSIS LETAL MEDIA PARA EXPOSICIONES AGUDAS (DL50

) – Que es la dosis, expresada en miligramos de tóxico por kilogramo de

peso del ejemplar, que administrada de una vez por vía oral a un grupo concreto de animales produce la muerte del 50% de los mismos en un período de 14 días tras el tratamiento.

CONCENTRACIÓN LETAL MEDIA (CL

50),

– Que es la concentración del tóxico en aire que al ser inhalada durante un período de 4 horas (en la versión principal de esta prueba) produce el fallecimiento del 50% de los animales, en un período de 14 días tras el tratamiento.

Determinación Experimental de los Índices de Toxicidad

Estas determinaciones pueden realizarse con algunas variantes:

Modificando la duración o frecuencia de la exposición utilizando la vía de entrada dérmica.

Variando los animales de experimentación

Bien manteniendo un período de observación de los efectos más prolongado

Los valores DL50 y CL50, con las condiciones en que han sido determinados, constituyen los índices de toxicidad más amplios de que se dispone, en base a los cuales algunos autores han propuesto la clasificación de los compuestos tóxicos en tres o cuatro grupos exponentes del orden de severidad del efecto nocivo:

muy tóxicas / tóxicas / nocivas / baja peligrosidad

Determinación Experimental de los Índices de Toxicidad

Comparación entre Toxicidades

EFECTO TOXICIDAD

ORAL (DL50)

TOXICIDAD CUTANEA

(DL50)

TOXICIDAD POR

INHALACION (DL50)

MUY TOXICAS 0 - 25 mg/Kg 0 - 50 mg/Kg 0 - 0,5 mg/Kg

TOXICAS 25 -200 mg/Kg 50 - 400 mg/Kg 0,5 - 2 mg/Kg

NOCIVAS 200 - 2000 mg/Kg 400 - 2000 mg/Kg 2 - 20 mg/Kg

FORMAS DE INTOXICACIÓN

AGUDA SUBAGUDA CRÓNICA

– Con transcendencia M-L: Procesos agudos dentro de la intox crónica Tras una sola dosis

ETIOLOGÍA - TIPOS DE INTOXICACIÓN

Intoxicación-Ejecución Intoxicación criminal Intoxicación voluntaria

– Autolesión – Drogadicción – “Terapéutica”

Intoxicación accidental

CRITERIOS QUE JUSTIFICAN EL ESTUDIO TOXICOLÓGICO

HOMICIDIOS- TODOS- PROFUNDIDAD DEL ESTUDIO- SEGÚN CIRCUNSTANCIAS DE LA

MUERTE Y DEL PROPIO CADÁVER

SUICIDIOS- TODOS- PROFUNDIDAD DEL ESTUDIO-SEGÚN CIRCUNSTANCIAS DE LA

MUERTE Y DEL PROPIO CADÁVER

ACCIDENTES- TODOS- TANTO DE TRÁFICO CON LABORALES ES IMPRESCINDIBLE

DETERMINACIONES DE ALCOHOL Y DROGAS DE ABUSO

NATURALES- LIMITADOS- BÚSQUEDA MAS QUE COMO CAUSA DE LA MUERTE, COMO

TRATAMIENTO QUE SEGUIA (MALA PRAXIS)

DROGODEPENDIENTES-TODOS-ESPECIALMENTE DROGAS DE ABUSO

MUERTES POR CAUSAS DESCONOCIDAS- TODAS- PROFUNDIDAD DEL ESTUDIO-

EXAHUSTIVO PORQUE PUEDE ACLARAR LAS CIRCUNSTANCIAS DE LA MUERTE

Bibliografía sobre Toxicocinética y Toxicodinamia

http://www.ugr.es/~ajerez/proyecto/t3-1.htm

Bibliografía sobre Toxicocinética y Toxicodinamia

http://tratado.uninet.edu

Proceso de captación de fármacos por el cuerpo, biotransformaciones que sufre, distribución de la sustancia y de sus metabolitos en los tejidos, y eliminación de los mismos. Se estudian tanto las cantidades como las concentraciones de las sustancias y de sus metabolitos. El término tiene en esencia el mismo sentido que toxicocinética*, pero este último hace referencia al estudio de cualquier tipo de sustancia tóxica.

FARMACOCINÉTICA

Proceso de interacción de sustancias farmacológicamente activas, con los lugares de acción y consecuencias bioquímicas y fisiológicas que conducen a los efectos terapéuticos o adversos.

FARMACODINAMIA

Rutas de admon. de sustancias: Ventajas y desventajas

Biodisponibilidad Fracción del compuesto que se absorbe por completo

Componentes membrana celular

Mecanismos de transferencia del tóxico por la membrana

4) Pinocitosis

3) Transporte activo: carrier

2) Filtración a través de poros

1) Difusión pasiva: Ley de Fick

Mecanismos de transferencia del tóxico por la membrana

LADME

LADME: ABSORCIÓN

1) Vía respiratoria:

45

María Antonia Martíneza,*, Salomé Ballesterosa, and Rafael Alcarazb

aNational Institute of Toxicology and F. Sciences,

Ministry of Justice, Madrid, Spain bLegal Medicine Institute, Bilbao, Spain

Reporting a sudden death due to accidental gasoline inhalation

46

Extensive blistering and peeling of skin were observed on the skin of the face, neck, anterior chest, upper extremities and back. All this areas lacked vital reaction and had a parchment-like aspect, due to the contact with HC in a confined space

47

GC-FID: Heart blood from the case

Peak identification: 1 = isooctane, 2 = toluene, 3 = ethylbenzene, 4 = m,p-xylene, 5 = o-xylene, 6 = 3-ethyltoluene, 7 = 1,2,4-trimethylbenzene, 8 = 1,2,3-trimethylbenzene, 9 = 1,2,4,5-tetramethylbenzene, 10 = naphtalene, 11 = 1-methylnaphtalene, 12 = n-octylbenzene (IS), 13 = ionol (diethyl ether stabilizer), and 14 = FA

LADME: ABSORCIÓN

2) Vía digestiva:

Absorción por vía digestiva

pH Absorción Estómago 1-3 ? Duodeno 5-7 ? Colon 7-8 ?

LADME: ABSORCIÓN

3) Vía cutánea:

Velocidad de Absorción de las vías

Mayor velocidad Inhalatoria Parenteral Digestiva Cutánea Rectal Menor velocidad

Velocidad de Absorción de las vías

Mayor velocidad Parenteral Inhalatoria Rectal Digestiva Cutánea Menor velocidad

LADME: DISTRIBUCIÓN

Membranas biológicas Volumen de distribución (Vd)

Cálculo de % en plasma y de la dosis

Tomado de: Biofarmacia y Farmacocinética (Vol. I). Doménech, Martínez y Plá (Eds.) – Editorial Síntesis

LADME: DISTRIBUCIÓN

LADME: METABOLISMO

FARMACO O DROGA ACTIVA

– Metabolito inactivo (Ej. THC-COOH)

– Metabolito con actividad farmacológica (Ej.

oxazepam)

– Metabolito tóxico (Ej. Formaldehido y ac. Fórmico)

LADME: METABOLISMO

Ej. BIOTRANSFORMACIÓN: BZPs

LADME: ELIMINACIÓN

Vía urinaria

Vía biliar

Otras: estómago, saliva, leche, pulmones sudor y secreción G-I

LADME: ELIMINACIÓN • El fenobarbital se elimina lentamente del plasma (vida media 50-140 horas).

Alrededor del 25% de fenobarbital se excreta sin cambios en la orina. Debido a que es un ácido débil, su ionización, y por lo tanto su aclaramiento renal, se acelera cuando la orina es alcalinizada.

• El fenobarbital tiene un pKa de 7,3 a 37 ° C en una solución fuerza iónica acuosa igual a la del plasma; en plasma de pH 7,4 aproximadamente 61,3% del fármaco estará en su forma ionizada.

• A valores de pH urinario inferior a 7,3 la forma no ionizada del fármaco será predominante, pero en el pH urinario mayor que 7,3 a forma ionizada predominarán y será excretado (ya que no se reabsorberá en los túbulos renales).

• La coadministración de fármacos que aumentan el pH de orina, tal como bicarbonato de sodio, aumentar el aclaramiento renal de fenobarbital y esta asociación es útil en el tratamiento de la intoxicación por barbitúricos.

Porcentaje de fenobarbital (pKa = 7.3) en la

forma ionizada en función del pH del medio

Detección de sustancias en sudor

Detección de sustancias en saliva

Tomado de: The Toxicologist’s Pocket Handbook. Michael J. Derelanko (Ed.) – Informa Healthcare

LADME: RESUMEN

TOXODINAMIA: tipos de toxicidad

Según naturaleza de la toxicidad Según mecanismo de acción Según órgano diana

Mecanismo de acción tóxicos

Alteración composición o fluidez membranas.

Generación de hipoxia. Alteración a nivel de metabolitos

esenciales. Alteración de actividades enzimáticas. Alteraciones a nivel de material genético. Generación de intermediarios reactivos.

Bibliografía sobre Toxicocinética y Toxicodinamia

http://www.ugr.es/~ajerez/proyecto/t3-1.htm

Bibliografía básica

BATALLER, S. (2004).- TOXICOLOGÍA CLÍNICA. ED. UNIVERSIDAD DE

VALENCIA: 1ª ED. DUEÑAS, A. (2005).- INTOXICACIONES AGUDAS EN MEDICINA DE

URGENCIA Y CUIDADOS CRÍTICOS. ED. MASSON: 1 ª ED. FABRE, R. (1972).- LA TOXICOLOGÍA. ED. OIKOS-TAU, S.A. BARCELONA. GISBERT, J. A. (2004).- MEDICINA LEGAL Y TOXICOLOGIA. ED. MASSON:

6ª ED. BARCELONA. HARRISON, T. R. (2005).- PRINCIPIOS DE MEDICINA INTERNA. ED.

MCGRAW-HILL INTERAMERICANA, MADRID. KLAASSEN, C. D. (2005).- MANUAL DE TOXICOLOGÍA : LA CIENCIA

BÁSICA DE LOS TOXICOS. ED. MCGRAW-HILL INTERAMERICANA: 6ª ED. MEXICO.

LADRON DE GUEVARA, J.; MOYA, V. (1995).- TOXICOLOGIA MEDICA:

CLINICA Y LABORAL. ED. INTERAMERICANA MCGRAW-HILL: NUEVA YORK.

LAUWERYS, R. R. (2003).- TOXICOLOGIE INDUSTRIALLE ET

INTOXICATIONS PROFESSIONNELLES. ED. MASSON: 4ª ED. NOGUÉ, S; SANZ P. R. (2001).- ATLAS DE TOXICOLOGÍA CLÍNICA Y

LABORAL. EDICIONES UPC: 1ª ED. NOGUÉ, S.; NOLLA, J.; MARRUECOS, L. (1993).- TOXICOLOGÍA CLÍNICA.

ED. MASSON: 1 ª ED. REPETTO, M. (1995).- TOXICOLOGÍA AVANZADA. ED. DÍAZ DE SANTOS,

S.A. MADRID. REPETTO, M. (1997).- TOXICOLOGÍA FUNDAMENTAL. ED. DÍAZ DE

SANTOS, S.A. MADRID.

Las intoxicaciones y la ley Código Deontológico Código Penal LECrim y LEC Orden JUS/1291/2010 RD 1299 / 2006 (Enfermedades

profesionales) Ley 31 / 1995 (Prevención de riesgos

laborales) Jurisprudencia

Aspectos de interés: 1. Muerte violenta o sospechosa de criminalidad 2. Tentativas de suicidio 3. Intoxicación ocasionada por un tercero 4. Intoxicación accidental por causa de uno

mismo 5. Consumo de sustancias de tráfico ilegal 6. El delincuente está intoxicado o bajo el

síndrome de abstinencia 7. Intoxicaciones en el lugar de trabajo 8. Intoxicaciones de menores o incapaces